實驗探究：鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射

1、實驗探究：鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射安徽塔銅陵市第三屮曇他尤俊一、教學(xué)設(shè)計思路根據(jù)普通高中化學(xué)課程標準(實驗)第三部分內(nèi)容標準必修課程化學(xué)1»主題 2化學(xué)實驗基礎(chǔ)內(nèi)容標準1“體驗科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)運用以實驗為基礎(chǔ)的實證研究方 法”、標準4“能夠獨立或與同學(xué)合作完成實驗，記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，完成實驗報告， 并能主動進行交流”，以及主題3常見無機物及其應(yīng)用內(nèi)容標準3“根據(jù)生產(chǎn)、生活中的 應(yīng)用實例或通過實驗探究，了解鐵、鋁、鎂等金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)”等要求, 關(guān)注初、高中化學(xué)知識的銜接，利用活動元教學(xué)原理，設(shè)計不同的活動，讓學(xué)生主動積 極地參與活動，并充分利用實驗及多媒體課

2、件等多種教學(xué)手段以達到教學(xué)冃的?！拌F絲在 氧氣中燃燒”實驗學(xué)生在初屮已經(jīng)做過，但是學(xué)生一般只知道實驗表象并不知“產(chǎn)生火 星四射”的原因。本節(jié)課通過“產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象原因”的過程探究，重點培養(yǎng)學(xué)生掌握 實驗科學(xué)探究的方法。在為學(xué)生揭示鐵絲和鎂條分別在氧氣中燃燒時現(xiàn)象不同的科學(xué)道 理同時，增強學(xué)生實驗技能，鍛煉學(xué)生從實驗中發(fā)現(xiàn)問題，從實驗中解決問題的能力。具體思路為：分組實驗，提出問題，引起思考一一討論與交流，初步悟出與鐵絲在 氧氣中燃燒火星四射現(xiàn)象有關(guān)的因素一一學(xué)生設(shè)計提出實驗探究的方法一一分組實驗， 探究討論得出“鐵絲在氧氣中燃燒火星四射現(xiàn)象與自身含碳量有關(guān)”的初步結(jié)論一一結(jié) 論運用結(jié)合實例，

3、理論探究和分析總結(jié)“因碳的存在而產(chǎn)生氣體，氣體受熱體積急 劇膨脹，使鐵絲在氧氣中燃燒過程中產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象”一一動畫演示“碳的存在使 鐵絲在氧氣中燃燒過程中產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象”的過程一一課堂小結(jié)。二、教 案三維目標：1-知識與技能(1) 使學(xué)生了解常見金屬燃燒的現(xiàn)象，運用比較、歸納、分析等方法初步揭示化學(xué) 現(xiàn)象的本質(zhì)，并能做出合理的解釋；(2) 引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究活動來學(xué)習(xí)化學(xué)，學(xué)習(xí)實驗研究的方法，能設(shè)計并完成 一些化學(xué)實驗，分析和解決與化學(xué)有關(guān)的實際問題；(3) 重視化學(xué)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系，能綜合運用物理等學(xué)科有關(guān)的知識、技能與 方法分析和解決一些化學(xué)問題；(0培養(yǎng)學(xué)生探究意識和提高探

4、究能力。2.過程與方法(1) 通過對鐵絲和鎂條在氧氣屮燃燒現(xiàn)象的實驗探究過程，讓學(xué)生進一步理解科學(xué) 探究的意義，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，提高科學(xué)探究能力；(2) 培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，能夠發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學(xué)問題，敢于質(zhì)疑，勤 于思索，逐步形成獨立思考的能力，善于與人合作，具有團隊精神。3情感態(tài)度價值觀(1)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樂于探究物質(zhì)變化的奧秘，體驗科學(xué)探究的艱 辛和喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧；（2）培養(yǎng)學(xué)生樹立辯證唯物主義的世界觀，養(yǎng)成務(wù)實求真、勇于創(chuàng)新、積極實踐的 科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點：鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象與鐵絲含碳量的關(guān)系及成因。教學(xué)難點：科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。教具準

5、備：教師：多媒體、實物展臺、話筒、電腦。學(xué)生分組：彎成螺旋狀的普通細鐵絲（1條瀏）、細鋼絲（1束溝）、鎂條（1 片熾）、小木炭片（2片窗）、小木條（4根闔）、長鍍子（1把矗）、收集滿氧氣的集 氣瓶（4瓶nh）、酒精燈（1盞規(guī)）、小燒杯（1個規(guī)）、火柴（1盒型）、砂紙（1張/組）、放廢物的塑料杯（1個圈.）、濕抹布（1塊圈.）。 教學(xué)過程：教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖同學(xué)們：在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，我們知道 有很多物質(zhì)都可以在空氣或氧氣屮燃燒，那 么請你舉出哪些常見的金屬可以在氧氣中燃 燒呢？討論回答：鐵、鎂、鋁籌。切入金屬燃燒的主 題。同學(xué)們回答得非常好！今天，我們就來專題探究一下鐵絲和鎂條 分別在氧氣

6、中燃燒時會發(fā)生什么現(xiàn)象，以及 產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因。請同學(xué)們利用現(xiàn)有的儀器和藥品做好以 下兩個實驗，觀察并做好實驗現(xiàn)象的記錄總 結(jié)丁作o"【動畫展示】實驗細節(jié)。首先，我們做普通細鐵絲在氧氣中燃燒的 實驗。具體實驗步驟請對照動畫來做。請注 意記錄實驗現(xiàn)象。注意：1一定要用躡子夾緊鐵絲；2. 等小木條兒乎完全燒盡時，迅速將 螺旋狀鐵絲由集氣瓶口向下慢慢深入；3. 要盡可能將鐵絲放在集氣瓶中央， 不要與集氣瓶瓶壁接觸。學(xué)生實驗探究活動一：1.鐵絲在氧氣中燃燒實驗步驟：取一段螺旋狀的普通細 鐵絲鐵絲，將小半根火柴棒塞入鐵絲中 并固定（火柴稈長度ie不要超長，避 免火柴桿燃燒消耗太多氧氣）；用鐵子

7、 將鐵絲夾住，然后將整個鐵絲放在酒精 燈上點燃，等木條完全燒盡時將鐵絲由 集氣瓶口向下慢慢深入。觀察討論回答實驗現(xiàn)象。實驗切入，發(fā)現(xiàn)問 題，提出問題，進 入主題。下面，我們一起來做一下鎂條在氧氣中燃 燒的實驗。先讓我們通過一段動畫了解實驗 時應(yīng)該如何做，并要注意哪些細節(jié)。【動畫展示】實驗細節(jié)。請同學(xué)們要特別注意鎂條燃燒時在“火星 四射”現(xiàn)象方面有何不同。學(xué)生實驗探究活動一：2.鎂條在氧氣中燃燒實驗步驟：取一小段經(jīng)打磨過的鎂 條，用銀子將鎂條夾住，然后將鎂條放 在酒精燈上點燃，待鎂條燃燒后迅速放 入氧氣中。討論并總結(jié)出實驗現(xiàn)象。觀察討論回答實驗現(xiàn)象。請同學(xué)們總結(jié)一下普通細鐵絲、錢條分別在 氧氣中

8、的燃燒現(xiàn)象。學(xué)生討論與交流：普通細鐵絲、鎂條在 氧氣中燃燒現(xiàn)象的不同之處。設(shè)問：同樣是點燃，同樣是與氧氣反應(yīng)， 普通細鐵絲與鎂條的燃燒現(xiàn)象卻有如此大的 差異？學(xué)生活動與探究：同樣是點燃，同樣是 與氧氣反應(yīng)，普通細鐵絲與鎂條的燃燒 現(xiàn)象卻有如此大的差異？學(xué)生猜想。通過對反應(yīng)現(xiàn) 象發(fā)生的內(nèi)因和外 因的分析，培養(yǎng)學(xué) 生合作精神和理論 推導(dǎo)能力。同學(xué)們回答得很好！下面，我們來具體了解一下普通細鐵絲 和鎂條的化學(xué)組成成分。學(xué)生活動與探究：閱讀學(xué)案材料， 討論總結(jié)鐵絲和鎂條在組成上有什么 不同？并完成有關(guān)內(nèi)容。研究燃燒對象（金 屬）的組成，為后 面的探究實驗方案 的設(shè)計提出打下鋪 墊?，F(xiàn)在，我們知道了鐵絲

9、中除鐵外，所含 的雜質(zhì)主要為碳。那么我們?nèi)绾瓮ㄟ^實驗來 探究鐵絲在氧氣中燃燒發(fā)生火星四射現(xiàn)象與 碳的存仕有無關(guān)系？學(xué)生活動與探究：如何通過實驗來 探究鐵絲在氧氣屮燃燒發(fā)生火星四射 現(xiàn)象與碳的存在有無關(guān)系？緊扣學(xué)生的設(shè) 計思路，及時用實 驗進行探究驗證， 層層推進，充分發(fā) 揮學(xué)生的主觀能動 性。使探究過程自 然有序，得到的結(jié) 果也就順理成章， 符合學(xué)生探究知識 的認知規(guī)律。好！下面我們就來做一下實驗，觀察一下 木炭燃燒有無火星四射現(xiàn)象。【動畫展示】實驗細節(jié)。探究實驗二1.木炭在氧氣中燃燒實驗步驟：用躡子取一小塊木炭片 （半個小指甲蓋大）放在酒精燈外焰上 加熱至紅熱吋，迅速將紅熱的木炭由集 氣瓶口

10、向下慢慢深入。觀察討論回答實驗現(xiàn)象。現(xiàn)在，我們知道了木炭在氧氣中的燃燒會 產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象。同學(xué)們，你們認為鐵絲 在氧氣中燃燒發(fā)?；鹦撬纳洮F(xiàn)彖與碳的存在 有無關(guān)系？學(xué)生活動與探究：鐵絲在氧氣中燃燒發(fā) ?；鹦撬纳洮F(xiàn)象與碳的存在有無關(guān) 系？下面，我們?nèi)∨c普通細鐵絲含碳量不同 的鋼絲在氧氣中燃燒的實驗?！緞赢嬚故尽繉嶒灱毠?jié)。注意觀察比較鋼絲與普通細鐵絲燃燒時 發(fā)生火星四射現(xiàn)象的劇烈程度。探究實驗二2鋼絲在氧氣中燃燒實驗步驟：采用將小半根火柴棒塞 入較多量鋼絲疏松纏繞在一起的鐵絲 屮并固定，然后用鍛子將鐵絲夾住將整 個鐵絲放在酒精燈上點燃，等木條幾乎 燃燒完后，迅速將燃燒的鐵絲由集氣瓶 口向下慢慢深入

11、。觀察比較鋼絲與普通細鐵絲燃燒 吋發(fā)生火星四射現(xiàn)象的劇烈程度。通過鋼絲與鐵絲在氧氣屮燃燒時火星四 射現(xiàn)象的比較，同學(xué)們能夠找出鐵絲中含碳 量與燃燒時火星四射現(xiàn)象的關(guān)系嗎？學(xué)生討論得出結(jié)論：含碳量越多，產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象 就劇烈。通過學(xué)生親自動手 做實驗探究和驗 證，排除了學(xué)生心 中的疑慮，鍛煉了 思維，提高了解決 問題的能力。設(shè)問：同學(xué)們，我們已經(jīng)找到鐵絲燃燒 時能否產(chǎn)生火星四射的原因與含碳最的高低 有關(guān)。那么，為何碳的存在會使鐵絲在氧氣 中燃燒產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象？學(xué)生活動與探究：為何碳的存在會 使鐵絲在氧氣屮燃燒產(chǎn)生火星四射的 現(xiàn)象？可能的原因是什么？過渡。引導(dǎo)學(xué)生理論 探究現(xiàn)象產(chǎn)生的深 層

12、原因。同學(xué)們回答的很好，很有見解?，F(xiàn)在讓我們先一起了解一下手榴彈爆炸 吋彈片向四周飛射的基本原理?！緞赢嬚故尽渴至駨棌椘蛩闹茱w射是因為內(nèi)部填裝 的火藥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了大量氣體，氣體 受熱體積迅速膨脹產(chǎn)生巨大圧強，推動外包 的彈片向四周飛射，從而發(fā)揮殺傷力。觀看動畫，聆聽講解。利用學(xué)生比較熟悉 的實例，通過多媒 體動畫等手段，打 開學(xué)生思維，揭開 現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。那么，鐵絲在氧氣中燃燒時，是什么動 力將火星向四周推射出去呢？我們從鐵絲的組成元素燃燒時可能發(fā)生 的反應(yīng)入手，探究分析?！緞赢嬚故尽拷沂粳F(xiàn)象產(chǎn)生的原因。學(xué)生活動與探究：1鐵絲在氧亳中燃燒時，鐵和碳分 別發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)？chqm33

13、 3fcho= fe q 2g-肥 q 筍溫 3fe4- 2(d2.根據(jù)碳爰輛反應(yīng)討論，鐵絲 燃燒時是什么動力將火星向四周推射 出去，從而產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象？在點燃的鐵絲上，在氧氣能夠到達 的淺表面發(fā)生碳與氧氣直接生成二氧 化碳氣體的反應(yīng)，稍深一點的由于表面 熔融物的流動性，碳與新生成鐵的氧化 物反應(yīng)生成二氧化碳氣體，氣體受熱體 積迅速膨脹產(chǎn)生壓強，其壓強能推開其 包圍物，推動周圍的熔化物向四周飛 濺，于是我們便看到火星四射現(xiàn)象。下面，請同學(xué)們思考并回答下面這個問 題：為什么鐵絲中含碳量越多，在氧氣中燃 燒時產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象就劇烈。學(xué)生活動與探究：為什么鐵絲中含碳量越多，在氧氣 屮燃燒時產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象就劇烈。將探究的理論結(jié)果 應(yīng)用于實際，讓學(xué) 生體驗求知帶來的 成就感那么，為什么鎂條在氧氣屮沒有產(chǎn)生火 星四射現(xiàn)象？學(xué)生討論冋答：為什么鎂條在氧氣屮沒 有產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象？將探究的理論結(jié)果 冉次應(yīng)用于實際，強化學(xué)生體驗探究 的成就感。在煉鋼過程中，操作工人根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗， 通過觀察盛鋼水的爐口噴出的火花的密集程 度，判斷鋼水中碳元素的高低，確定冶煉終 點，完成一護鋼水a(chǎn)勺冶